Збірник клінічних досліджень|Носіна допоміжна система BCI на основі ЕЕГ для реабілітації після інсульту

Mar 14, 2023

Фон дослідження
Поєднання BCI і допоміжного робота є новим методом реабілітації після інсульту. Однак більшість існуючих досліджень базується на складних системних налаштуваннях, дорогому та громіздкому обладнанні. У цьому дослідженні переносна система інтерфейсу ЕЕГ мозок-комп’ютер для реабілітації функції руки розроблена для проведення клінічних випробувань. Ця система складається з налаштованої ЕЕГ кришки, комерційного підсилювача та ручного екзоскелета. Крім того, система включає візуальний інтерфейс для зручності користувачів. У дослідженні взяли участь шість здорових учасників і двоє пацієнтів з інсультом, щоб перевірити безпеку та ефективність системи.

метод

Щоб перевірити безпеку та ефективність системи, 6 здорових суб’єктів (1 жінка та 5 чоловіків віком 23±3 роки) з Шанхайського університету Цзяо Тонг та 2 пацієнти з інсультом (всі хворі на праву руку) з реабілітаційного відділення лікарні Хуашань були перевірені. залучено до участі в дослідженні. Для кожного суб’єкта було проведено 6-хвилинний тренувальний сеанс, під час якого суб’єкти виконували моторику правою рукою (удар ураженої руки пацієнта, щоб зробити спробу руху) відповідно до візуальних сигналів. Праворуч або в центрі екрана з’являється червоний прямокутник, що вказує на виконання дії (або спробу) чи відпочинок відповідно. Завдання триває 4 секунди, поки не зникне білий хрестик. Рекомендується, щоб здорові суб’єкти повторювали стискання та розтискання кулаків 3-4 разів, а пацієнтів з інсультом інструктували робити рухові спроби під час рухових завдань. Онлайн-тест був схожий на навчальний сеанс, за винятком того, що всі червоні прямокутники з’являлися в центрі екрана, що дозволяло суб’єктам вибирати рух рукою (або спробу вправи) або відпочинок за бажанням. Результати тесту надаються користувачам візуального та пропріоцептивного зворотного зв’язку через екран і екзоскелет руки незабаром після виконання завдання. Є три онлайн-випробування, кожен з яких містить 20 проб. Кожен предмет може відпочити між пробіжками. Усім піддослідним було запропоновано утримуватися від будь-яких додаткових рухів м’язів обличчя чи рук протягом усього експерименту.

Результат

Середня точність офлайн і онлайн навчання становить 84,91% і 79,38% відповідно. Сім суб'єктів мали онлайн-точність понад 70 відсотків, п'ять — понад 80 відсотків, а один — понад 90 відсотків.

Пов’язане з подіями спектральне збурення (ERSP) показало цесенсомоторна кора була активована в обох смугах і під час тренування рухів правої руки, з більш сильною активацією на тій же стороні.Тим часом, як і очікувалося, неконтрольований стан не показав значної активації ні на каналах C3, ні на C4. В онлайн-тесті ліва і права півкулі були активовані для виконання рухів правою рукою.

 

Висновок

Це дослідження демонструє переносну систему інтерфейсу мозок-комп’ютер для реабілітації функції руки після інсульту. Результати диференціації рухових завдань попередньо підтверджують здійсненність цього пристрою, який демонструє великий потенціал клінічного застосування.

Посилання: Qin Z, Xu Y, Shu X та ін. eConHand: переносна система інтерфейсу мозок-комп’ютер для реабілітації після інсульту[C]// 2019 9-та Міжнародна конференція IEEE/EMBS з нейронної інженерії (NER). IEEE, 2019.